SU1474805A1

SU1474805A1 - Синхронна электрическа машина

Info

Publication number: SU1474805A1
Application number: SU874281386A
Authority: SU
Inventors: Маркс Иосифович Альтшуллер; Александр Александрович Афанасьев; Виталий Егорович Никифоров; Анатолий Анатольевич Сушенцов; Валентин Викторович Горчаков
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения; Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1989-04-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, а именно к электрическим двигател м, предназначенным дл работы в режиме вентильного двигател , управл емого с помощью преобразовател частоты. Целью изобретени вл етс увеличение момента на валу, уменьшение добавочных потерь и увеличение перегрузочной способности. В предлагаемой синхронной машине ротор выполнен с аксиальным размером, большим аксиального размера сердечника 5 статора. Аксиальные размеры полюсных наконечников 1 и посто нных магнитов равны. Выступающие за пределы сердечника статора участки полюсных наконечников выполнены массивными и скошенными в направлении продольной оси, а их участки, расположенные под сердечником 5 статора, имеют цилиндрическую поверхность и содержат по длине три части, центральна из которых выполнена шихтованной в аксиальном направлении, а боковые - массивными с радиально-тангенциальными канавками 7 на поверхности. Ширина канавок составл ет не менее половины величины воздушного зазора, отношение ширины канавок к их шагу составл ет не более одной четвертой, а глубины канавок к их шагу- не более одной второй. 3 ил.

Description

t1

Изобретение относитс к электрическим машинам, в частности к синхронным электродвигател м с посто нными магнитами, и может найти применение при конструировании синхронных (вентильных) электродвигателей дл регулируемых приводов.

Цель изобретени - увеличение момента на валу уменьшение добавочных потерь и увеличение перегрузочной способности.

На фиг. 1 показана предлагаема электрическа машина, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ; на фиг. За, б - виды полюсного наконечника.

Предлагаема синхронна электрическа машина содержит полюсные наконечники 1, установленные на посто нных магнитах 2 ротора, размещенных на шихтованном рме 3. Центральна часть каждого полюсного наконечника выполнена шихтованной из листов 4. Электрическа машина содержит также сердечник 5 статора (пакет) с корной обмоткой 6. На поверхност х боковых частей среднего участка каждого полюсного наконечника 1 выполнены радиально-тангенциальные канавки 7. Немагнитные болты 8 креп т элементы ротора к валу 9.

При работе устройства в режиме ветильного двигател его пуск обеспечиваетс преобразователем частоты, в св зи с чем в устройстве отсутствует короткозамкнута обмотка на роторе , вл юща с обычно средством пуск

При последовательном подключении секций корной обмотки поочередно к источнику питани через . преобразователь частоты (не показано) в воздушном зазоре возникает вращающеес магнитное поле, которое, взаимодейству с посто нным ,потоком ротора, приводит последний во вращение. Наличие шихтованной части в полюсных наконечниках под сердечником статора обеспечивает увеличение индуктивности по поперечной оси над значением индуктивности по продольной оси. В этом случае при питании электрической машины от преобразовател частоты с фиксированной относительно ЭДС холостого хода фазой тока кор в машине развиваетс реактивна составл юща момента, котора суммируетс с активной составл ющей момента .

Это следует из выражени дл электромагнитного момента

coSv +

(ЬгЫ)

2 Im

(1)

10

5

0

5

0

5

0

45

0

5

где

потокосцепление корной обмотки по продольной оси, создаваемое посто нными магнитами на холостом ходу; угол между ЭДС холостого хода и основной гармоникой тока кор ; число фаз;- число пар полюсов; индуктивности корной обмотки по продольной и поперечной ос м.

Реактивна составл юща момента, представл ема вторым слагаемым этой формулы, имеет также положительный знак, что и активна .

Выполнение участков полюсных наконечников вне зоны сердечника статора скошенными позвол ет уменьшить маковый момент (момент инерции) и массу ротора.

Выполнение длины шихтованной части полюсного наконечника меньше длины сердечника статора позвол ет устранить насыщение массивного основани полюсного наконечника под шихтованной частью.

Дл уменьшени потерь в стали на поверхности массивной части полюсного наконечника, расположенной под сердечником 5 статора, выполнены канавки 7, позвол ющие снизить перегрев корной обмотки машины и тем самым увеличить ее полезный рабочий момент.

Физически указаиный.эффект объ сн етс увеличением поверхности охлаждени массивной части полюсного наконечника и ростом электрического сопротивлени вихревым токам, замыкающимс в верхней части поверхности полюсных наконечников. С целью ограничени роста эквивалентной величины воздушного зазора, вызванного рифлением и снижени тем самым полезного магнитного потока, целесообразно при выполнении, канавок выдерживать следующие услови ; ширина канавок должна составл ть не менее половины величины воздушного зазора; отношение ширины канавок к их шагу должно соетавл ть не более 0,25; отношение глубины канавок к их шагу должно составл ть не более 0,5.

Экспериментально установлено, что при дальнейшем увеличении глубины канавок по сравнению с условием 3 рост эффекта рифлени на снижение перегрева прекращаетс . Выполнение же первого и второго условий приведет к увеличению эквивалентного воздушного зазора не более чем на 5%. Часть полюсного наконечника ротора с канавками выбираетс такой длины, чтот бы магнитный поток со скошенного

участка полюсных наконечников свободно проходил в сердечник ротора, т.е. под концами сердечника 5 статора по его длине необходимы массивные участки полюсных наконечников, ибо при вы- полнении шихтованной части полюсного наконечника, равной длине сердечника статора имеет место насыщение в массиве полюсного наконечника под шихтованной частью. Таким образом, часть магнитного потока с выступающих участков полюсного наконечника проходит в сердечник статора через массивные части с канавками, а час- . тично через массивное основание и

шихтованную центральную часть.

В предлагаемой машине результирующий магнитный поток за счет наличи аксиальной концентрации возрастает в 1,5 раза. Чем больше высота посто нных магнитов, тем надежнее они защищены от размагничивающего действи реакции кор (повышаетс кратность тока кор по услови м необратимого размагничивани магнитов), так как двойна длина посто нных магнитов по высоте двух полюсов становитс намного больше рассто ни между полюсными наконечниками. Ввиду сравнительно

большого рассто ни между полюсными наконечниками и соответственно между полюсами достигнуто малое рассе ние

магнитного потока и существенно снижена масса ротора. Выполненные составными полюсными наконечники дают такие значени индуктивности по поперечной оси, которые намного больше индуктивности по продольной оси, в результате чего, согласно приведенному выше выражению (1) дл электромагнитного момента, обеспечиваетс больший результирующий момент на валу двигател .

Claims

Формула изобретени

Синхронна электрическа машина, содержаща ротор в виде установленных на валу посто нных магнитов с полюсными наконечниками, выполненными шихтованными в аксиальном направлении , сердечник статора, о т- личающа с тем, что, с целью увеличени момента на валу, уменьшени добавочных потерь и-увеличени перегрузочной способности, ротор выполнен с аксиальным размером , большим аксиального размера сердечника статора, аксиальные размеры полюсных наконечников и посто нных магнитов равны, участки полюсных наконечников, выступающие за пределы сердечника статора, выполнены массивными и скошенными в направлении продольной оси, а участок каждого полюсного наконечника, расположенный под сердечником статора, выполнен с цилиндрической поверхностью и содержит по длине центральную часть, выполненную шихтованной, и боковые части, выполненные массивными с радиально-тангенциальными канавками на поверхности, ширина которых составл ет не менее половины величины воздушного зазора, отношение ширины канавок к их шагу составл ет не более одной четверти, а отношение глубины канавок к их шагу - не б.олее одной второй.

А-А

а

1Фае. 3

Составитель Т.Калашникова Редактор С.Патрушева Техред Л.Сердюкова

Заказ 1908/55

Тираж 645

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Корректор И.Муска

Подписное